Güneş’e gidersek nelerle karşılaşırız?

Güneş kocaman bir açık nükleer reaktör. Devasa bir plazma topu. Hidrojen ve Helyum’dan oluşuyor. Yaklaşırsanız, sol üstteki grafikten göreceğiniz üzere Güneş’e daha doğru dürüst yaklaşmadan “pisss” diye yanarak uzaktan izleyen birine görsel şölen olursunuz. Güneş’te olan atomlarınız da nükleer tepkimeye girer, milyonlarca yıl sonra da bu enerjiden Dünya’ya Güneş ışığı olarak geri dönersiniz. Milyon yıl sonraki Bilgecan Dede’ye çarpıp arkasında gölge olursunuz. Peki, Güneş’e bir gemi gönderirsek gaz/plazma olmasından ötürü basitçe Güneş’in içinden mi geçeriz?

 

Öncelikle, bariz olan cevabı yani “mimimimi Gineş’e gimi ginderirsen daha gitmidin erir çoktan mimi” cevabını duymazdan geliyoruz. Biraz hayal edelim. Hayalimizin merkezinde [bu makale]deki* hesaplar var. Grafikler de oradan. Her grafikteki yatay eksen, ölçekli Güneş yarıçapını temsil ediyor. \(R/R_G = 1\), Güneş’in yüzeyi, \(R/R_G = 0\) da Güneş’in merkezi oluyor. Sağ alttaki grafik Güneş’in yüzeyinin çok dar bir dalga boyunda aralığında çekilmiş fotosu. O kadar dar bir dalga aralığı ki, sadece Hidrojen elementinin hareketini görebiliyoruz [3].

Sıcaklığa dayanan gemiyi yaptık. Motorları çalıştırdık. İlk önce, Güneş’in yoğunluğu sürekli olarak arttığından ve bir kesinti olmadığından, bir yüzeyle karşılaşmayız. Bizim gördüğümüz “Güneş” aslında fotosfer. Fotosferi geçince mat bir plazma ile karşılaşırız.

Güneş’in merkezine yaklaştıkça yoğunluk üstel olarak artar (sağ üstteki görsel). Güneş’in yarıçapının yaklaşık yarısında suyun yoğunluğundan daha yoğun olur. Çeliğin ortalama yoğunluğunun ~8 g/cm\(^3\) olduğunu hatırlatalım. Ancak, bir malzemenin fazını belirleyen tek şey yoğunluk değil, parçacıklar arası etkileşim [1]. Güneş’in merkezine doğru yoğunluk üstel artmasına rağmen halen gaz (plazma) halinde olur. Yani, sıcaklığa ve basınca dayanan bir gemi yaptık diyelim ki. Güneş’in içinde, çekirdeğin dışında manevra yapmak zor bir olay olmaz. Çekirdeğe yaklaştığımızda ise bir katı ile karşılaşmayız ve diğer taraftan geçebiliriz. Çekirdekten geçmek çok yoğun bir madde içinden geçmek gibi olur, Bu varsayımın temelinde Güneş’in merkezindeki yoğunluktan daha yoğun bir gemi yaptığımız var. Güneş’in kütlecekim kuvveti çok güçlü olduğundan gemimiz sürekli olarak Güneş’in merkezine doğru batıyor.

Sıcaklığa dayanan malzemeyi hadi yaptık. Basınca hiç girmedik. Girmeyelim de. Sol alttaki görseldeki koyu mavi çizgiyi görüyor musunuz? O çizgi atmosferik basıncın milyon katı. Modele göre Güneş’in yarıçapının 0,9 katında, yani göreceli olarak yüzeye yakın yerde olan basınç. Fikir vermesi için şöyle bir senaryo düşünün: Bin tane kamyonu üst üste koydunuz ve bu kamyonları bir çivinin üzerine koydunuz. Bu çivinin yere yaptığı basınç işte Güneş’in yarıçapının 0,9 katında olan basınca yakın. Yapabildiğimiz basınca en dayanıklı alet Challenger çukuruna (Mariana çukuru) inen aletler, ki orada basınç atmosferik basıncın 1100 katı. Bence basınca hiç girmeyelim, ne diyeceğimi bilemedim resmen.

Bu senaryonun zor olan başka bir yönü daha var. Güneş’e nasıl gideceksiniz? Yani bu sefer sorun olan sıcaklık, basınç değil. Güneş’e nasıl ulaşacaksınız? İnanmayacaksınız ama bu da başlı başına zor bir iş. Bir cismi Güneş’e doğru fırlatmak ise yaramıyor. Dünya’nın Güneş’e göre çok yüksek bir hızı var. Güneş’e gitmek için eninde sonunda bu hızı aşmamız gerekiyor. Sonuç olarak bu cismi Dünya’dan fırlatacağımız için, cisim Dünya’nın dönme hızına sahip olacak. Dünya’dan bir cismin kurtulması için Dünya’dan kurtulma hızını aşabiliyoruz. Bu çünkü pek bir mühendislik sorunu değil. Ancak, Güneş’e bir cisim göndermek için bu cismi Dünya’dan yaklaşık \(30000\) m/s hızla fırlatmamız gerekiyor. Karşılaştırma yapmak için; yapabildiğimiz en hızlı insan yapımı alet olan New Horizons’in hızı \(16300\) m/s.

Gemimiz serbest batmasa, Güneş’te motorları çalıştırsak ve çok hızlı bir şekilde merkeze gitmeye çalışsak olmuyor mu? Pek değil. Gemimiz hızlandıkça, Güneş’in içindeki çok yüksek enerjili parçacıklarla daha sık çarpışacak. Bu da hâlihazırda sıcak olan ortamın çok daha ısınması ve çok daha fazla bir basınçla karşılaşmamız demek. Bir mermiyi suya koyun, zarar görmeden dibe batacaktır. Şimdi o mermiyi suyun içinde yere doğru ateşleyin, merminin su ile karşılaştığı direnç o kadar fazladır ki merminin kendi enerjisi merminin parçalanmasına sebep olur. Bu gemimiz için de geçerli.

Peki, Güneş Hidrojen-Helyum’dan oluşmuş olmasa, kocaman, kahveden ibaret bir yıldız olsa [2], yine ışımaya devam eder miydi? Kahvenin %99’u sudan oluşsun. Geri kalanının da kafeinden oluştuğunu var sayalım, yani C\(_8\)H\(_{10}\)N\(_4\)O\(_2\). Aynı toplam Güneş kütlesinde su+kafein molekülleri olsaydı, Hidrojen atomları çok az olduğundan (toplam kütlenin %10,5’i) diger elementler Güneş’in reaksiyonunu devam ettirmeye yetmezdi. Güneş’in nötron yıldızı olmaya yetecek kütlesi olmadığından büyük ihtimal bir beyaz cüce olurdu.

Yazar: Bilgecan Dede.

* [bu makale] \(\rightarrow\) J.N. Bahcall and M.H. Pinsonneault PRL 92 (2004).
[1] Mesela parçacıklar arası etkileşimin sonsuz olduğu ama maddenin halen gaz fazında olduğu örnekler rutin olarak laboratuvarlarda yapılmaktadır.
[2] Evet şu anda bir kahveciden yazıyorum bu yazıyı, başka bir mekanda yazsaydım başka nesne ve analoji kullanırdım. Lütfen bu konuyu kapatalım.
[3] Sağ alttaki fotoğraf Alan Friedman tarafından çekilmiş.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.